详解去耦电容的应用及作用

在电路的设计中有很多 电磁干扰(EMI) 问题， 去耦电容 应用场景是减少电磁干扰，这个过程衍生出另一个概念—— 电磁兼容(EMC) 。

电磁干扰(EMI)的例子?

1、静电放电(ESD)

冬天，特别是在空气干燥的内陆城市，很多朋友都有这样的经历。当他们触摸电脑外壳、铁柜和其他物品时，他们会被电击。 静电放电现象 ，也称之为 ESD 。

快速瞬时群脉冲(EFT)

我不知道学生们是否有这样的经历。在早期，我们使用电钻作为电机设备，在听收音机或看电视时，收音机或电视会有噪音。 快速瞬时群脉冲 也叫效果 EFT 。

3、浪涌(Surge)

以前的一些老电脑性能不是很好。带电热插拔优盘、移动硬盘等外围设备时，内部会产生100万分之一秒的电源切换，直接导致电脑蓝屏或重启，即热插拔 浪涌 效果，叫做 Surge 。

电磁干扰有很多内容，这里不能一一列举，但有些内容很重要。这些问题不应该被认为是小问题，比如简单的静电放电，我们用手可以感觉到的静电可能已经达到3KV以上了。

如果你能用眼睛看到，至少5KV仅仅因为虽然电压很高，但能量很小，持续时间很短，所以不会对人体造成伤害。但我们使用的这些半导体元件是不同的，一旦瞬间电压过高，就可能对设备造成损坏。

去耦电容的概念 它是电路中安装在元件电源端的电容器，可以提供更稳定的电源，也可以减少元件耦合到电源端的噪声，间接减少其他元件对元件噪声的影响。

在电子电路中， 去耦电容和旁路电容都起到抗干扰的作用 ，电容器的位置不同，名称也不同。对于同一电路，旁路(bypass)电容器以输入信号中的高频噪声为过滤对象，过滤前级携带的高频杂波，去耦(decoupling)电容器，又称退耦电容器，是以输出信号的干扰为过滤对象。

去耦电容的应用

首先看下图USB 接口及供电电路 ：

通过保险丝后，左边的电路接了470uF的电容C16.右侧的电路通过开关连接100uF的电容C19并联0.1uF 的电容C10。其中C16和C19起着同样的作用，C10的功能与他们不同。让我们先介绍这两个更大的电容器。

1.大容量电容的作用

理论上，容量较大的电容可以理解为水缸或水池。同时，我们可以直接将电流理解为水流。事实上，自然界万物的原理是相似的。

功能1缓冲功能。当电源时，电流从电源中流下来，不稳定，容易影响电子设备，添加电容器可以发挥缓冲作用。就像我们直接用水龙头浇水一样，很容易破坏花草。我们只需要在水龙头上加一个水池，让水通过水池慢慢流入草地，不会破坏花草，发挥有效的保护作用。

稳定作用。我们的一整套电路，后电子设备的功率大小不同，当设备正常工作时，所需电流的大小不会保持不变。例如，当后级有一个设备没有工作时，电流消耗是100mA，突然，它参与了工作，电流飙升至150mA，此时，如果没有水箱，电路中的电压（水位）将直接突然下降，如我们的5V电压突然降到3V了。

我们系统中的一些电子元件必须高于一定的电压才能正常工作。如果电压太低，它们就不会直接工作。此时，气缸是必不可少的。此时，电容器将释放存储在内部的电量以稳定电压。当然，前电流会及时填充气缸。

有了这个电容，可以说我们的电压和电流会非常稳定，不会有很大的波动。这种电容器常用于图3-2、图3-3、图3-4 所示三种：

这三种电容器是最常用的三种电容器，其中第一种大，占用空间大，单位容量价格最便宜，第二种和第三种小，占用空间小，性能一般略好于第一种，但价格也要贵得多。当然，除了价格，还有一些特殊的参数，在高通信要求的情况下也要考虑很多。

2.选择电容

第一个参数是考虑耐压值。我们使用5V电容的耐压值高于5V，一般1.5到2倍，有些场合稍微高一点。

第二个参数是电容值，需要根据经验进行选择。在选择时，这取决于整个电容系统的功耗。如果系统功耗大，波动可能大，则应选择较大的容量值，否则可以较小。

3.小容量电容的作用

让我们来看看图3-1中的另一个电容C10，容值小，0.1uF，也就是 100nF，用于过滤高频信号干扰。ESD，EFT等等。我们初中学过电容器的特性——可以通过交流分离直流，但电容器的参数对不同频率段的干扰有不同的作用。

这个100nF电容器是我们的前任根据干扰的频率段、板的参数和电容器本身的参数总结的值。换句话说，在未来，当我们设计数字电路时，电源处的去耦高频电容器去耦高频电容器 0.1uF没关系，不需要计算和考虑太多。

4.其他注意事项

在所有的IC器件的VCC和GND之间，都放一个0.1uF高频去耦电容，特别是在布板上，0.1uF电容器应尽可能靠近IC，尽量和这个顺利 IC的VCC和GND连到一起。